豚草和三裂葉豚草的防控研究進(jìn)展及應(yīng)對(duì)策略

加馬力丁·吾拉扎汗，李 璇，文 俊，郭繼敏，劉艷麗

（1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 奎屯 833200；2.新疆阿克蘇市英才草業(yè)科技開(kāi)發(fā)服務(wù)中心，新疆 阿克蘇 842008）

豚草（Ambrosia artemisiifolia L.）和三裂葉豚草（Ambrosia trifida L.）均隸屬于菊科（Asteraceae）豚草屬（Ambrosia）草本植物，對(duì)人類健康、農(nóng)作物和草地植物具有較大的危害。該植物原產(chǎn)于北美洲，現(xiàn)已危害世界20多個(gè)國(guó)家農(nóng)田和草地[1]。豚草主要以種子繁殖為主，同時(shí)豚草種子具有極強(qiáng)的抗逆性，生活力維持在8年以上，有的種子30年后仍具有生命力[2]。其傳播途徑多樣，包括人畜活動(dòng)、交通運(yùn)輸、流水、風(fēng)力等。因豚草的強(qiáng)抗逆性、高度入侵性而被定為惡性雜草，雖然目前關(guān)于豚草的防控治理較多，但防控效果并不顯著，甚至部分區(qū)域出現(xiàn)邊治理邊入侵的現(xiàn)象，且在防控上仍存在較大的問(wèn)題。本文從豚草和三裂葉豚草的生態(tài)學(xué)特征出發(fā)，明確其對(duì)草地的危害現(xiàn)狀及目前的防控現(xiàn)狀，總結(jié)綜合防控技術(shù)，并提出應(yīng)對(duì)策略，以期為豚草和三裂葉豚草發(fā)生區(qū)的治理和防控提供理論依據(jù)。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 豚草和三裂葉豚草的生態(tài)學(xué)特征

1.1.1 較強(qiáng)的適應(yīng)能力和生命力

豚草和三裂葉豚草具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，生命力極強(qiáng)[3]，其在濕潤(rùn)、肥沃的沙壤土中生存較好，但在其他各種土壤中基本均能正常存活，在土壤pH為8.5時(shí)或在冬季溫度較低時(shí)仍可正常生長(zhǎng)，主要分布在農(nóng)田、水溝及河畔濕地中[4]。另外，豚草和三裂葉豚草對(duì)其它植物的生長(zhǎng)具有一定的抑制作用，如有研究表明三裂葉豚草水浸提液對(duì)多種農(nóng)作物（如水稻、西瓜、黃瓜和油菜等）的種子萌發(fā)以及幼苗生長(zhǎng)等多方面均有顯著的抑制效果[5，6]。

1.1.2 種子量大，傳播蔓延速度快

豚草和三裂葉豚草種子產(chǎn)量大，單株豚草可產(chǎn)種子300～62 000粒不等，同時(shí)其傳播途徑多樣，傳播速度快。豚草和三裂葉豚草在我國(guó)現(xiàn)已蔓延至黑龍江、安徽、廣東、江蘇、新疆等20余個(gè)省市和自治區(qū)，入侵草地或農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)后，很快形成單優(yōu)植物群落。從擴(kuò)散速度上看，2010年在新疆首次記錄有豚草分布，但至2014年其危害面積已經(jīng)快速擴(kuò)散到11 hm2，而到2017年豚草的發(fā)生面積已經(jīng)擴(kuò)散到1.3×105hm2。豚草危害面積呈逐年快速擴(kuò)散趨勢(shì)。

1.2 豚草和三裂葉豚草的危害現(xiàn)狀

1.2.1 危害人體健康

豚草和三裂葉豚草屬于高危有害植物[7]。在8～9月花期時(shí)空氣中彌漫的花粉四處擴(kuò)散，其極易被人們吸入體內(nèi)，致使出現(xiàn)過(guò)敏癥狀，在過(guò)敏較為嚴(yán)重時(shí)伴隨著胸悶、皮膚瘙癢等癥狀。豚草和三裂葉豚草在危害程度較為嚴(yán)重的區(qū)域，過(guò)敏率能增高到30%以上[8]。

1.2.2 危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

豚草和三裂葉豚草均具有較強(qiáng)的入侵能力，同時(shí)具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，且其自身生長(zhǎng)速度快，植株高大，能迅速擴(kuò)繁并占據(jù)大量的空間資源和光照資源。入侵農(nóng)田后，與作物爭(zhēng)肥爭(zhēng)水，能導(dǎo)致農(nóng)田作物減產(chǎn)，豚草分泌的化感物質(zhì)，有抑制作物生長(zhǎng)發(fā)育的作用，危害嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致作物絕收；豚草和三裂葉豚草入侵的同時(shí)還會(huì)傳播病蟲(chóng)害，且為多種病蟲(chóng)害的寄主植物。另外，豚草和三裂葉豚草入侵農(nóng)田后阻礙農(nóng)事機(jī)械操作的進(jìn)行，破壞土壤的有機(jī)層，造成農(nóng)田嚴(yán)重草荒，從而不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[4]。

1.2.3 降低草地物種多樣性

豚草和三裂葉豚草入侵草地后使草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和物種多樣性降低。因其與本土植物相比，具有較高的生長(zhǎng)速率和環(huán)境脅迫耐受能力，從而取得更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。入侵草地后，改變草地植物群落結(jié)構(gòu)組成，使優(yōu)良牧草減少，破壞原有景觀和草地生產(chǎn)力，惡化草場(chǎng)質(zhì)量[9]。另外，家畜誤食后能引起放牧牲畜中毒現(xiàn)象，采食過(guò)量后導(dǎo)致家畜死亡。

1.3 豚草和三裂葉豚草的防控現(xiàn)狀

1.3.1 物理防控技術(shù)

人工拔除或刈割為當(dāng)前國(guó)際上主要的物理防治方法[10]。因豚草和三裂葉豚草具有較強(qiáng)的再生性能，且其花粉對(duì)人們有危害，因此在采取物理防除時(shí)應(yīng)對(duì)入侵植物進(jìn)行反復(fù)刈割，一定要避免其開(kāi)花結(jié)實(shí)，或在結(jié)實(shí)期前采用挖除方法將豚草和三裂葉豚草全部挖除。但考慮到豚草和三裂葉豚草的應(yīng)激性較強(qiáng)，且其花粉可引起人們過(guò)敏等原因，建議采取物理防控的最佳防控時(shí)間為苗期至現(xiàn)蕾期。另外，因土壤種子庫(kù)中豚草和三裂葉豚草的種子量較多，且其種子壽命較長(zhǎng)，因此在采取防除措施時(shí)最好持續(xù)4年以上。有研究表明，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中采取免耕種植作物，并結(jié)合物理防控措施，4年內(nèi)可縮減三裂葉豚草種子庫(kù)達(dá)90%以上[10]。

1.3.2 化學(xué)防控技術(shù)

應(yīng)用化學(xué)防控技術(shù)進(jìn)行防除毒草具有防治成本低、見(jiàn)效快、易操作的優(yōu)點(diǎn)。與物理防控技術(shù)相比，其可以短時(shí)間內(nèi)防治大面積發(fā)生的豚草和三裂葉豚草，也是目前較為通用的防控方法。研究表明化學(xué)防除最佳時(shí)期一般在豚草和三裂葉豚草3～5葉期，基本在5～6月中旬[2]。另外，采用化學(xué)防治方法還需考慮到防控地點(diǎn)的生境、人畜安全、生物多樣性等多方面因素，且長(zhǎng)期大量使用化學(xué)除草劑會(huì)使豚草和三裂葉豚草產(chǎn)生抗藥性，因此為了取得較好的防治效果，不建議單純采用化學(xué)防治方法，或在使用化學(xué)除誘劑時(shí)，必須常常更替所用藥物，不能長(zhǎng)期使用一種藥物進(jìn)行防治。

1.3.3 生物防控技術(shù)

植物替代技術(shù)：可以篩選并種植生長(zhǎng)速度快的植物，且其最好為多年生植物，通過(guò)植物之間的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)達(dá)到抑制豚草和三裂葉豚草的生長(zhǎng)和擴(kuò)繁的效果。值得注意的是，為使植物替代技術(shù)效果明顯，所篩選的植物必須在豚草和三裂葉豚草發(fā)芽之前就能長(zhǎng)到一定的高度，有效減少豚草和三裂葉豚草的空間、養(yǎng)分和光照資源，才能大幅度抑制豚草和三裂葉豚草的傳播和蔓延[11]。可以用于替代的植物如紫花苜蓿、草地早熟禾等植物[12]。植物替代法雖然具有生態(tài)環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，但因其見(jiàn)效相對(duì)緩慢，其在生產(chǎn)中推廣緩慢。

生物防除技術(shù)：豚草和三裂葉豚草雖為有毒植物，但其對(duì)一些昆蟲(chóng)卻沒(méi)有危害。因此，可以通過(guò)引入這些昆蟲(chóng)來(lái)大量采食豚草和三裂葉豚草，從而對(duì)其危害和蔓延起到一定的控制作用。例如，可以引入豚草條紋葉甲、豚草卷蛾和豚草夜蛾等昆蟲(chóng)來(lái)采食豚草和三裂葉豚草[12]。然而，需要注意的是，在外來(lái)生物引入時(shí)，需要注意觀察和監(jiān)測(cè)外來(lái)物種的適應(yīng)性，是否能有效生存；同時(shí)要注意新來(lái)物種的天敵是否存在，防止引進(jìn)種可能成為又一個(gè)新的入侵者，從而打破了原有生態(tài)系統(tǒng)的平衡，破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和生物多樣性。

2 存在的問(wèn)題

2.1 地理分布不明

在前期研究中，關(guān)于豚草和三裂葉豚草的具體分布地點(diǎn)記載極少，且大多區(qū)域僅僅記載到?。ㄗ灾螀^(qū)，直轄市），而沒(méi)有記錄到縣，甚至缺少更為詳細(xì)的侵入資料，為其及時(shí)、快速的防治增加了困難。

2.2 防控能力不足，科技投入不夠

豚草和三裂葉豚草種子量大、繁殖能力極強(qiáng)，同時(shí)具有極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，且具有持久土壤種子庫(kù)，再生能力強(qiáng)，這些特點(diǎn)致使其防治難度較大。然而目前對(duì)入侵植物的防控治理的研究基礎(chǔ)薄弱，在生產(chǎn)上防治技術(shù)相對(duì)單一，且主要以化學(xué)防除和物理防除為主，忽視運(yùn)用生態(tài)學(xué)進(jìn)行綜合防控，科研研究投入不足。從而導(dǎo)致防控效果相對(duì)較差，部分區(qū)域甚至出現(xiàn)邊治理邊入侵的現(xiàn)象。

2.3 防控意識(shí)不強(qiáng)，生態(tài)破壞嚴(yán)重

由于人們盲目追求畜產(chǎn)品、農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量而忽略了植物自身的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，而對(duì)草地、農(nóng)田等進(jìn)行超載過(guò)牧、濫墾等，從而導(dǎo)致草地和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重，生態(tài)系統(tǒng)平衡被打破，能量和物質(zhì)的輸入與輸出不平衡。破壞的生態(tài)系統(tǒng)給外來(lái)入侵植物的生長(zhǎng)和擴(kuò)繁提供了空間優(yōu)勢(shì)，最終導(dǎo)致豚草和三裂葉豚草的成功入侵和不斷蔓延。然而，面對(duì)外來(lái)有毒植物的入侵和蔓延趨勢(shì)，農(nóng)牧民的防控意識(shí)依然薄弱，給豚草和三裂葉豚草的防控增加了困難。

3 豚草和三裂葉豚草高效防除應(yīng)對(duì)策略

3.1 明確入侵區(qū)域，加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

豚草和三裂葉豚草具有繁殖能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)和有持久土壤種子庫(kù)的特性，防治工作較為困難，因此對(duì)該入侵植物的防治應(yīng)做好打持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備。首先應(yīng)以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為基本監(jiān)測(cè)單元，進(jìn)行大范圍內(nèi)的有害生物普查，對(duì)入侵區(qū)域建立網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)制度，明確具體的分布區(qū)域，制作豚草和三裂葉豚草分布區(qū)域圖，并對(duì)入侵區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，包括該物種的數(shù)量和生物量，扎實(shí)摸清豚草和三裂葉豚草的分布和危害范圍。

3.2 劃分危害等級(jí)，分級(jí)防控

在對(duì)豚草和三裂葉豚草發(fā)生區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)其密度、蓋度或生物量指標(biāo)科學(xué)劃分危害等級(jí)，如劃分為輕度危害區(qū)、中度危害區(qū)和重度危害區(qū)。在危害等級(jí)劃分的基礎(chǔ)上，再結(jié)合各種防控措施，因地制宜地建立綜合防控方案，對(duì)入侵區(qū)域采取有效的治理措施。如在輕度危害區(qū)，可以采取物理防控技術(shù)，對(duì)入侵區(qū)域的豚草和三裂葉豚草進(jìn)行拔除或刈割，并加大其動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)力度，防治豚草和三裂葉豚草再生。在中度退化區(qū)域，可以采取化學(xué)防控技術(shù)，對(duì)危害區(qū)進(jìn)行點(diǎn)噴。若在草地上進(jìn)行噴藥時(shí)，應(yīng)注意結(jié)合圍欄封育技術(shù)，防止家畜進(jìn)入入侵區(qū)并誤食殘留藥液的牧草，致使死亡。在重度危害區(qū)，可以采取化學(xué)防控技術(shù)+圍欄封育技術(shù)+補(bǔ)播技術(shù)的綜合措施進(jìn)行防控，補(bǔ)播的物種應(yīng)選擇適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)，且以生長(zhǎng)速度快的優(yōu)良牧草為主。

3.3 加強(qiáng)科技投入，增加防控觀念

針對(duì)豚草和三裂葉豚草的防控，應(yīng)進(jìn)一步加大科技投入，成立由高等院?？蒲胁块T(mén)、科研單位等有關(guān)單位組成的攻關(guān)組，進(jìn)一步探索其入侵機(jī)制和擴(kuò)散機(jī)理，并對(duì)豚草和三裂葉豚草生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性、科學(xué)治理、后期管理和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等進(jìn)行專項(xiàng)研究，提倡創(chuàng)新技術(shù)手段，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際制定切實(shí)可行的綜合治理方案，并探索和歸納出長(zhǎng)效治理和防控機(jī)制。另外，各級(jí)生產(chǎn)單位應(yīng)著力對(duì)農(nóng)牧民宣傳豚草和三裂葉豚草入侵危害的認(rèn)識(shí)，從而增強(qiáng)人們保護(hù)生態(tài)環(huán)境和提高防范外來(lái)植物入侵的意識(shí)。

4 結(jié) 論

豚草和三裂葉豚草危害人們身心健康，更危害農(nóng)田、草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，降低物種多樣性，打破自然生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡。我國(guó)生態(tài)環(huán)境復(fù)雜多樣，易遭受具有高度入侵性和環(huán)境適應(yīng)性的豚草和三裂葉豚草入侵。為有效保護(hù)草原、農(nóng)田等生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，在全球氣候變化的背景下，亟需明確入侵植物的入侵機(jī)制和擴(kuò)散機(jī)理，因地制宜探索出防治豚草和三裂葉豚草的有效途徑和防控模式，另外，還應(yīng)該加大對(duì)豚草利用價(jià)值的研發(fā)，變廢為寶。同時(shí)建立比較完善的法律法規(guī)，這對(duì)于我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。